JAVA JDBC(MySQL)驱动源码分析

JAVA连接数据库是其众多功能中的一部分，主要有两种方式连接DataBase: 一种是采用JDBC-ODBC桥，另一种则是称之为纯驱动连接DataBase，第一种方式在大型项目中基本上不再使用，本系列文章主要分析纯驱动源码。
对于初学JAVA者，甚至那些使用JAVA做过几年开发的程序员来讲，对于JDBC的工作原理都不一定能够明白。知其然，不知其所以然。遇到问题就不知所措了。通过针对于MYSQL JDBC源码的分析，对于JAVA是如何连接数据库，其中到底做了些什么工作，一步步解剖开来，更好的理解JDBC。
使用JAVA连接数据库，首先要做的就是在程序中导入sql包，然后装载驱动类、获取连接、获取语句对象、发送SQL命令然后得到结果
请看以下代码片段：

package javaT.sql;

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;

public class MysqlDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Connection conn = null;
        String sql;
        // MySQL的JDBC URL编写方式：jdbc:mysql://主机名称：连接端口/数据库的名称?参数=值
        // 避免中文乱码要指定useUnicode和characterEncoding
        // 执行数据库操作之前要在数据库管理系统上创建一个数据库，名字自己定，
        // 下面语句之前就要先创建javademo数据库
        String url = "jdbc:mysql://192.168.1.111:3306/appcenter_new?useUnicode=true&characterEncoding=utf8";

        try {
            // 之所以要使用下面这条语句，是因为要使用MySQL的驱动，所以我们要把它驱动起来，
            // 可以通过Class.forName把它加载进去，也可以通过初始化来驱动起来，下面三种形式都可以
            Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");// 动态加载mysql驱动
            // or:
//             com.mysql.jdbc.Driver driver = new com.mysql.jdbc.Driver();
            // or：
//             new com.mysql.jdbc.Driver();

            System.out.println("成功加载MySQL驱动程序");
            // 一个Connection代表一个数据库连接
            conn = DriverManager.getConnection(url,"jbjava","jb98");
            // Statement里面带有很多方法，比如executeUpdate可以实现插入，更新和删除等
            Statement stmt = conn.createStatement();
            sql = "create table student(NO char(20),name varchar(20),primary key(NO))";
            int result = stmt.executeUpdate(sql);// executeUpdate语句会返回一个受影响的行数，如果返回-1就没有成功
            if (result != -1) {
                System.out.println("创建数据表成功");
                sql = "insert into student(NO,name) values('2012001','陶伟基')";
                result = stmt.executeUpdate(sql);
                sql = "insert into student(NO,name) values('2012002','周小俊')";
                result = stmt.executeUpdate(sql);
                sql = "select * from student";
                ResultSet rs = stmt.executeQuery(sql);// executeQuery会返回结果的集合，否则返回空值
                System.out.println("学号\t姓名");
                while (rs.next()) {
                    System.out
                            .println(rs.getString(1) + "\t" + rs.getString(2));// 入如果返回的是int类型可以用getInt()
                }
            }
        } catch (SQLException e) {
            System.out.println("MySQL操作错误");
            e.printStackTrace();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            conn.close();
        }

    }

}

    /* 连接mysql 时装载的驱动类以及连接字符串 */  
    Class.forName(“com.mysql.jdbc.Driver”);//1  
    DriverManager.getConnection(“jdbc:mysql://localhost:3306/test”,”root”,”123”);//2  
    /* 连接SQLServer2005 时装载的驱动类以及连接字符串 */  
    Class.forName(“com.microsoft.sqlserver.jdbc.SQLServerDriver”);  
    DriverManager.getConnection(“jdbc:sqlserver://localhost:1433;databaseName=pubs”,”sa”, ””);

此段代码有两部分，连接不同数据库时所需要装载的驱动类以及连接字符串，以此获取连接。
Class.forName()装载类，在调用一个类的构造方法，初始化静态成员或者这个类有main方法时，JVM都会装载对应的类。
首先我们就看看com.mysql.jdbc.Driver类做了什么事情，找到MYSQL-JDBC驱动源码，解压之后找到src目录，然后找到com.mysql.jdbc下的Driver.java类

    package com.mysql.jdbc;  
    import java.sql.SQLException;  
    public class Driver extends NonRegisteringDriver implements java.sql.Driver {  
        static {  
            try {  
                java.sql.DriverManager.registerDriver(new Driver()); //1  
            } catch (SQLException E) {  
                throw new RuntimeException("Can't register driver!");  
            }  
        }  
        // ~ Constructors  
        // -----------------------------------------------------------  
        /** 
         * Construct a new driver and register it with DriverManager 
         *  
         * @throws SQLException 
         *             if a database error occurs. 
         */  
        public Driver() throws SQLException {  
            // Required for Class.forName().newInstance()  
        }  
    }

Driver类继承NonRegisteringDriver 同时实现接口java.sql.Driver
此类会有一个静态块

    static {  
            try {  
                java.sql.DriverManager.registerDriver(new Driver()); //1  
            } catch (SQLException E) {  
                throw new RuntimeException("Can't register driver!");  
            }  
        }

Class.forName的作用是要求JVM查找并加载指定的类，也就是说JVM装载此类并执行静态块代码
此静态块只有一句关键部分，1处
在JDBC规范中明确要求这个Driver类必须向DriverManager注册自己，即任何一个JDBC 驱动
的Driver类的代码都必须类似下面这段
java.sql.DriverManager.registerDriver(new Driver());
所以，如果你要自己实现一个数据库的JDBC驱动，那么就得实现java.sql.Driver接口，并且需要在实现类中使用 java.sql.DriverManager.registerDriver(new Driver())注册自己，new Driver()就是创建一个Driver对象，所以此类会有一个无参数的构造函数：

    public Driver() throws SQLException {  
     }

下面再看看DriverManager.registerDriver()这个方法，源码如下：

    public static synchronized void registerDriver(java.sql.Driver driver)  
        throws SQLException {  
        if (!initialized) {  
            initialize();  
        }  

        DriverInfo di = new DriverInfo();  
        di.driver = driver;  
        di.driverClass = driver.getClass();  
        di.driverClassName = di.driverClass.getName();  
        // Not Required -- drivers.addElement(di);  
        writeDrivers.addElement(di);   
        println("registerDriver: " + di);  

        /* update the read copy of drivers vector */  
        readDrivers = (java.util.Vector) writeDrivers.clone();  
    }

此方法是一个静态同步的方法，形式参数是java.sql.Driver接口类型，因为com.mysql.jdbc.Driver这个类实现了 java.sql.Driver接口，所以com.mysql.jdbc.Driver实例对象new Driver()是可以作为实参传入到此方法中来的。在DriverManager类中都是使用的Driver接口类型，也就是说驱动的使用不依赖于任何实现。如果需要更换你所连接的数据库，只需要在Class.forName传入的参数换成另一个数据库的驱动类，但要求此类必须实现Driver接口。

registerDriver方法是一个静态方法，它所要做的工作就是加载所有系统提供的驱动，并把它们添加到具体的类中，形成对象。同时还创建连接，是一个管理驱动的工具类。如果我们使用的是mysql,那么加载的也就是它的驱动。
此方法的源码如下:

    public static synchronized void registerDriver(java.sql.Driver driver)  
        throws SQLException {  
        if (!initialized) {  //1  
            initialize();  
        }        
        DriverInfo di = new DriverInfo();  
        di.driver = driver;  
        di.driverClass = driver.getClass();  
        di.driverClassName = di.driverClass.getName();  
        // Not Required -- drivers.addElement(di);  
        writeDrivers.addElement(di);   
        println("registerDriver: " + di);  
        /* update the read copy of drivers vector */  
        readDrivers = (java.util.Vector) writeDrivers.clone();  
    }

一、初始化操作
1、看看1处的代码，判断是否初始化，这个判断的变量是一个静态全局boolean值，初始为false

    private static boolean initialized = false;

如果此变量的值为false那么它将会进入初始化方法，源码如下：

    static void initialize() {  
            if (initialized) {  
                return;  
            }  
            initialized = true;  
            loadInitialDrivers();  
            println("JDBC DriverManager initialized");  
        }

2、Initialize方法中判断initialized值是否为真(其实就是通过此boolean变量判断是否已经初始化完成)，之后设置 initialized值为true,接着又会调用另一个方法loadInitialDrivers() 同样是静态方法，用于调用系统类装载器，装载所有系统提供的驱动：
loadInitialDrivers()源码：

    private static void loadInitialDrivers() {  
            String drivers;  

            try {  
            drivers = (String) java.security.AccessController.doPrivileged(  
            new sun.security.action.GetPropertyAction("jdbc.drivers"));  
            } catch (Exception ex) {  
                drivers = null;  
            }  

            // If the driver is packaged as a Service Provider,  
            // load it.  
            // Get all the drivers through the classloader   
            // exposed as a java.sql.Driver.class service.  

         DriverService ds = new DriverService();  
         // Have all the privileges to get all the   
         // implementation of java.sql.Driver  
         java.security.AccessController.doPrivileged(ds);  
             println("DriverManager.initialize: jdbc.drivers = " + drivers);  
            if (drivers == null) {  
                return;  
            }  
            while (drivers.length() != 0) {  
                int x = drivers.indexOf(':');  
                String driver;  
                if (x < 0) {  
                    driver = drivers;  
                    drivers = "";  
                } else {  
                    driver = drivers.substring(0, x);  
                    drivers = drivers.substring(x+1);  
                }  
                if (driver.length() == 0) {  
                    continue;  
                }  
                try {  
                    println("DriverManager.Initialize: loading " + driver);  
                    Class.forName(driver, true,  
                      ClassLoader.getSystemClassLoader());  
                } catch (Exception ex) {  
                    println("DriverManager.Initialize: load failed: " + ex);  
                }  
            }  
        }

主要代码分析：
下面这段创建了一个内部类对象，创建此对象时，它会从系统服务中加载驱动

    DriverService ds = new DriverService();

DriverService内部类的具体代码：

    class DriverService implements java.security.PrivilegedAction {  
            Iterator ps = null;  
        public DriverService() {};  
            public Object run() {  
        ps = Service.providers(java.sql.Driver.class);  //从系统服务中加载驱动  
        try {  
               while (ps.hasNext()) { //遍历驱动  
                   ps.next();  
               } // end while  
        } catch(Throwable t) {  
            // Do nothing  
        }  
            return null;  
        } //end run  
    } //end DriverService

此句代码就是找到所有的拥有权限的java.sql.Driver的实现

java.security.AccessController.doPrivileged(ds);

下面这段，意思是得到系统属性jdbc.drivers对应驱动的驱动名称，使用了JAVA的安全许可

    drivers = (String) java.security.AccessController.doPrivileged(  
            new sun.security.action.GetPropertyAction("jdbc.drivers"));

再看看后面的判断和循环
首先判断驱动服务对象是否为null,如果为null则返回，否则进入while循环，这个循环会依次遍历多个数据库驱动，因为jdbc:drivers 会有多个数据库驱动，驱动名是以:分割，接下来就是通过Class.forName依次装载驱动类，在其中使用了 ClassLoader.getSystemClassLoader()系统类装载器。

    if (drivers == null) {  
                return;  
            }  
     while (drivers.length() != 0) {  
    …  
    Class.forName(driver, true, ClassLoader.getSystemClassLoader());  
    …  
    }

上面分析的就是在registerDriver方法中所要做的第一件事情：初始化。可以看到initialize()做的工作就是装载驱动，同时还需要使用到系统的一些功能。如： java.security.AccessController.doPrivileged，此方法允许在一个类实例中的代码通知这个 AccessController,它的代码主体享受特权(Privileged),它不管这个请求是由什么代码所引发的，只是单独负责对它可得到的资源的访问请求。比如说，一个调用者在调用doPrivileged方法时，可被标识为特权。AccessController做访问控制决策时，如果 checkPermission方法遇到一个通过doPrivileged方法调用而被视为特权调用者，那么checkPermission方法不会作许可检查，表示那个访问请求是被允许的，如果调用者没有许可，则会抛出一个异常。

如：ClassLoader.getSystemClassLoader()，java中所有类都是通过ClassLoader装载的，ClassLoader可以为java程序提供很好的动态特性，有必要去深入理解哦。

接下来再看初始化之后的代码：

    DriverInfo di = new DriverInfo();  
        di.driver = driver;  
        di.driverClass = driver.getClass();  
        di.driverClassName = di.driverClass.getName();  
        // Not Required -- drivers.addElement(di);  
        writeDrivers.addElement(di);   
        println("registerDriver: " + di);  
        /* update the read copy of drivers vector */  
        readDrivers = (java.util.Vector) writeDrivers.clone();

创建DriverInfo对象
DriverInfo di = new DriverInfo();
DriverInfo驱动信息类，是一个内部类，
源码如下：

    class DriverInfo {  
        Driver         driver;  
        Class          driverClass;  
        String         driverClassName;  
        public String toString() {  
        return ("driver[className=" + driverClassName + "," + driver + "]");  
        }  
    }

此类就是添加了三个属性，分别表示驱动对象，驱动的Class对象，以及驱动的类名；同时重写了toString方法。此内部类的作用就是以可以创建DriverInfo对象，以对象的形式保存驱动信息。

接下来就是设置对象的三个属性：

    DriverInfo di = new DriverInfo();  
    di.driver = driver;  
    di.driverClass = driver.getClass();  
    di.driverClassName = di.driverClass.getName();

然后添加到集合writeDrivers中，这个集合是Vector类型，定义为DriverManager的属性

writeDrivers定义：

    private static java.util.Vector writeDrivers = new java.util.Vector();

驱动添加到集合

writeDrivers.addElement(di);

最后就是调用writeDrivers对象的clone方法

readDrivers = (java.util.Vector) writeDrivers.clone();

readDrivers也是一个类型为Vector的集合，定义为DriverManager的属性

    private static java.util.Vector readDrivers = new java.util.Vector();

为什么要先添加到writeDrivers然后再 clone到readDrivers中呢？
writeDrivers和 readDrivers两个都是驱动集合，无论是注册驱动抑或是取消注册，都是先对writeDrivers驱动集合中的数据进行添加或删除，然后再把 writeDrivers中的驱动都clone到readDrivers中，每次取出Driver并不是在writeDrivers中，而是在 readDrivers中取得。那么这两个驱动集合便可以这样理解,writeDrivers驱动集合负责注册驱动和注销驱动，readDrivers驱动集合负责提供可用的驱动对象，readDrivers中的驱动对象应该都是可用的。把二者分开，使用者就不需加任何判断，很方便。
这里又涉及到一个知识就是clone, 有兴趣的朋友可以查看相关JAVA文档，Thinking in java 中也有详细描述。
这就是初始化的全过程，写了这么多，实际上只做一件事情，就是完成所有驱动的加载。装载之后就是连接了，在连载三当中我会详细描述。

下面分析一下连接数据库时使用的获取数据库连接的代码：

JAVA JDBC(MySQL)驱动源码分析

    DriverManager.getConnection(“jdbc:mysql://localhost:3306/test”,”root”,”123”);

DriverManager.getConnection方法有三种重载方式，这里我们使用带有三个参数的方法，第一个表示数据库的URL, 第二、三个分别
是用户名和密码。获取数据库连接如此简单，只要把三个参数准确无误的写上去，连接肯定就能获取。但是连接方法中到底给我们做
了哪些工作呢？下面找到DriverManager类的静态方法getConnection源码一探究竟。

    public static Connection getConnection(String url,   
        String user, String password) throws SQLException {  
            java.util.Properties info = new java.util.Properties(); ///1  
            // Gets the classloader of the code that called this method, may   
        // be null.  
        ClassLoader callerCL = DriverManager.getCallerClassLoader(); ///2  
        if (user != null) {  
            info.put("user", user);  
        }  
        if (password != null) {  
            info.put("password", password);  
        }  
            return (getConnection(url, info, callerCL)); ///3  
        }

1处定义了一个Properties对象，java.util.Properties它是用来在文件中存储键值对的，其中键和值是用等号分隔的。可以将值以
key-value的形式存入Properties.
2处调用方法getCallerClassLoader得到类装载器对象, 这个地方有点意思，既然是调用方法，怎么变成了下面这种形式呢？根本就
不见方法体。
源码：

    private static native ClassLoader getCallerClassLoader();

getCallerClassLoader()是一个静态原生方法,返回类型为ClassLoader, 被声明为native, 说明这个方法是一个原生方法，也就是说
这个方法是用C/C++语言实现的，并且被编译成了DLL，由JAVA调用。这些函数的实体在DLL中，JDK源码并不包含，在JAVA源文件中是
找不到源代码的。不同的平台其实现也有所差异。这也是JAVA的底层机制，实际上JAVA就是在不同的平台上调用不同的native方法实
现对操作系统的访问。native关键字一般是和C/C++联合开发的时候使用。如果标明为native 要求运行时通知操作系统，这个函数必
须给我实现，JAVA需要调用。如果未实现，那么调用时会抛出一个异常java.lang.UnsatisfiedLinkError
接下来判断用户名和密码，并将其存放到Properties对象中：

    if (user != null) {  
            info.put("user", user);  
        }  
        if (password != null) {  
            info.put("password", password);  
        }

调用获取连接的另一个重载方法

getCollection(String url, java.util.Properties info, ClassLoader callerCL)

    return (getConnection(url, info, callerCL));

getConnection(url, info, callerCL) 源码：

  private static Connection getConnection(  
String url, java.util.Properties info, ClassLoader callerCL) throws SQLException {  
java.util.Vector drivers = null;  
synchronized(DriverManager.class) {    
  // synchronize loading of the correct classloader.  
  if(callerCL == null) {  
      callerCL = Thread.currentThread().getContextClassLoader();  
   }      
}   

if(url == null) {  
    throw new SQLException("The url cannot be null", "08001");  
}  

println("DriverManager.getConnection(/"" + url + "/")");  

if (!initialized) {  
    initialize();  
}  
synchronized (DriverManager.class){   
           // use the readcopy of drivers  
    drivers = readDrivers;    
       }  
// Walk through the loaded drivers attempting to make a connection.  
// Remember the first exception that gets raised so we can reraise it.  
SQLException reason = null;  
for (int i = 0; i < drivers.size(); i++) {  
    DriverInfo di = (DriverInfo)drivers.elementAt(i);  

    // If the caller does not have permission to load the driver then   
    // skip it.  
    if ( getCallerClass(callerCL, di.driverClassName ) != di.driverClass ) {  
    println("    skipping: " + di);  
    continue;  
    }  
    try {  
    println("    trying " + di);  
    Connection result = di.driver.connect(url, info);  
    if (result != null) {  
        // Success!  
        println("getConnection returning " + di);  
        return (result);  
    }  
    } catch (SQLException ex) {  
    if (reason == null) {  
        reason = ex;  
    }  
    }  
}  

// if we got here nobody could connect.  
if (reason != null)    {  
    println("getConnection failed: " + reason);  
    throw reason;  
}  

println("getConnection: no suitable driver found for "+ url);  
throw new SQLException("No suitable driver found for "+ url, "08001");  
   }

此方法代码较多，我们一步步来分析。
1、传参
从前面的那个getConnection方法中形成的三个参数传递到这个getConnection方法中, 参数包括连接数据库的URL，包装了用户名和
密码的对象info, 通过调用原生函数返回的类装载器callerCL
2、同步DriverManager.class
同步DriverManager的Class对象，synchronized同步的对象为DriverManager.class，是为同步正确的类加载器来加载类，在同步块
中判断传入的类装载器对象是否存在，如果为null, 通过当前线程来获取上下文类装载器，保证JDBC驱动程序类以外的rt.jar中的类
可以在这里被加载。有关于Thread和synchronized读者可以参考java多线程编程

    synchronized(DriverManager.class) {    
          if(callerCL == null) {  
              callerCL = Thread.currentThread().getContextClassLoader();  
           }  
        }

3、判断URL，如果为null则抛出SQLException异常
判断initialized的值，如果未初始化，继续调用初始化方法，此处在第二篇中已详细解释初始化过程，初始化之后writeDrivers 和readDrivers 将会有系统所有驱动数据，接下来使用synchronized同步DriverManager.class对象, 将方法中定义的集合drivers 引用 readDrivers对象，readDrivers是从writeDrivers拷贝过来

    if(url == null) {  
        throw new SQLException("The url cannot be null", "08001");  
    }  
    println("DriverManager.getConnection(/"" + url + "/")");  
    if (!initialized) {  
    initialize();  
    }  
    synchronized (DriverManager.class) {   
        // use the readcopy of drivers  
    drivers = readDrivers;    
     }

4、遍历驱动

通过for循环，遍历drivers集合，其中每个元素的类型为DriverInfo, 这个在第二篇中也有详细描述
首先取得集合中的每一个对象元素，调用getCallerClass()方法

  for (int i = 0; i < drivers.size(); i++) {  
        DriverInfo di = (DriverInfo)drivers.elementAt(i);  
        if ( getCallerClass(callerCL, di.driverClassName ) != di.driverClass ) {  
            println("    skipping: " + di);  
            continue;  
        }  
……  
}

getCallerClass方法源码:

    private static Class getCallerClass(ClassLoader callerClassLoader,   
                        String driverClassName) {  
    Class callerC = null;  
    try {  
    callerC = Class.forName(driverClassName, true, callerClassLoader);  
    }  
    catch (Exception ex) {  
            callerC = null;             
        }  
        return callerC;  
        }

这个方法返回一个Class对象，通过指定的类装载器来装载驱动类。这个方法内做得非常小心，如果出现异常都会把需要返
回的Class对象置为null.
在if语句中调用getCallerClass方法得到的Class 对象和每一个驱动的Class对象比较，不相等的话就继续执行下一次循环
，否则都调用Driver的connect方法，传入url, 和 info，通过这个方法返回Connection连接对象

Connection result = di.driver.connect(url, info);

Driver接口的实现类中的connect方法具体所做的工作将在下一篇中详述

connect 方法是java.sql.Driver接口中定义的方法，如果连接的数据库不同，那么为不同的数据库编写JDBC驱动将变得很灵活，实现Driver接口即可。连接数据库时首先得装载JDBC驱动，也就是调用 Class.forName(“com.mysql.jdbc.Driver”)方法，在第一篇中已经列出mysql jdbc Driver类的源码，此类继承NonRegisteringDriver同时实现了java.sql.Driver接口。找到 NonRegisteringDriver类会发现它也实现了java.sql.Driver接口：

    public class NonRegisteringDriver implements java.sql.Driver {  
        ……  
    }

在getConnection方法中有如下一句代码，
Connection result = di.driver.connect(url, info);

di是DriverInfo类型的对象，此对象中包含了Driver的引用，但是在com.mysql.jdbc.Driver类中只有一个静态块和一个构造方法，那么connect方法有可能是在其父类中实现。如前所述，父类为NonRegisteringDriver，在mysql驱动包的源码中可以找到此类,：
com.mysql.jdbc.NonRegisteringDriver

那么di.driver.connect(url, info) 调用的connect方法就是NonRegisteringDriver类中的connect方法，源码如下:

    public java.sql.Connection connect(String url, Properties info)  
                throws SQLException {  
            if (url != null) {  
                if (StringUtils.startsWithIgnoreCase(url, LOADBALANCE_URL_PREFIX)) {  
                    return connectLoadBalanced(url, info);  
                } else if (StringUtils.startsWithIgnoreCase(url,  
                        REPLICATION_URL_PREFIX)) {  
                    return connectReplicationConnection(url, info);  
                }  
            }  
            Properties props = null;  
            if ((props = parseURL(url, info)) == null) {  
                return null;  
            }  
            try {  
                Connection newConn = com.mysql.jdbc.ConnectionImpl.getInstance(  
                        host(props), port(props), props, database(props), url);  
                return newConn;  
            } catch (SQLException sqlEx) {  
                // Don't wrap SQLExceptions, throw  
                // them un-changed.  
                throw sqlEx;  
            } catch (Exception ex) {  
                SQLException sqlEx = SQLError.createSQLException(Messages  
                        .getString("NonRegisteringDriver.17") //$NON-NLS-1$  
                        + ex.toString()  
                        + Messages.getString("NonRegisteringDriver.18"), //$NON-NLS-1$  
                        SQLError.SQL_STATE_UNABLE_TO_CONNECT_TO_DATASOURCE, null);  

                sqlEx.initCause(ex);  

                throw sqlEx;  
            }  
        }

在connect方法中传入了两个参数，一个是String 类型的url，另一个是Properties类型的连接属性信息。
首先判断url是否为null，此判断逻辑中使用了如下类的方法
调用类com.mysql.jdbc.StringUtils
方法 startsWithIgnoreCase 其中使用了String 类中的方法regionMatches
regionMatches方法两种原型为：

    public boolean regionMatches(int toffset, String other,   
    int ooffset,int len) { }  
    public boolean regionMatches(boolean ignoreCase, int toffset,  
                               String other, int ooffset, int len) {}

这两个重载的方法用来比较两个字符串中指定区域的子串。

传入的静态常量参数：

    private static final String LOADBALANCE_URL_PREFIX = "jdbc:mysql:loadbalance://";  
    private static final String REPLICATION_URL_PREFIX = "jdbc:mysql:replication://";

根据下面的判断调用不同的方法返回Connection对象

    if (StringUtils.startsWithIgnoreCase(url, LOADBALANCE_URL_PREFIX)) {  
                    return connectLoadBalanced(url, info);  
                } else if (StringUtils.startsWithIgnoreCase(url,  
                        REPLICATION_URL_PREFIX)) {  
                    return connectReplicationConnection(url, info);  
                }

如果url为null, 则通过如下方法返回Connection

    try {  
        Connection newConn = com.mysql.jdbc.ConnectionImpl.getInstance(  
                        host(props), port(props), props, database(props), url);  
                return newConn;  
            } catch (SQLException sqlEx) {  
                ……  
            } catch (Exception ex) {  
                  ……  
    }  
    }

PreparedStatement stmt = conn.prepareStatement(sql);使用得到的connection创建一个Statement。Statement有许多种，我们常用的就是PreparedStatement，用于执行预编译好的SQL语句，CallableStatement用于调用数据库的存储过程。它们的继承关系如下图所示。

JAVA JDBC(MySQL)驱动源码分析

一旦有了一个statement，就可以通过执行statement.executeQuery()并通过ResultSet对象读出查询结果（如果查询有返回结果的话）。

创建statement的方法一般都有重载，我们看下面的prepareStatement:

Java代码

public java.sql.PreparedStatement prepareStatement(String sql)
throws SQLException {
return prepareStatement(sql, java.sql.ResultSet.TYPE_FORWARD_ONLY,
java.sql.ResultSet.CONCUR_READ_ONLY);
}
public java.sql.PreparedStatement prepareStatement(String sql,
int resultSetType, int resultSetConcurrency) throws SQLException;

如果没有指定resultSetType和resultSetConcurrency的话，会给它们默认设置一个值。
ResultSet中的参数常量主要有以下几种：
TYPE_FORWARD_ONLY： ResultSet的游标只能向前移动。
TYPE_SCROLL_INSENSITIVE：ResultSet的游标可以滚动，但对于resultSet下的数据改变不敏感。
TYPE_SCROLL_SENSITIVE：ResultSet的游标可以滚动，但对于resultSet下的数据改变是敏感的。
CONCUR_READ_ONLY：不可以更新的ResultSet的并发模式。
CONCUR_UPDATABLE：可以更新的ResultSet的并发模式。
FETCH_FORWARD：按正向（即从第一个到最后一个）处理结果集中的行。
FETCH_REVERSE：按反向（即从最后一个到第一个）处理结果集中的行处理。
FETCH_UNKNOWN：结果集中的行的处理顺序未知。
CLOSE_CURSORS_AT_COMMIT：调用Connection.commit方法时应该关闭 ResultSet 对
HOLD_CURSORS_OVER_COMMIT：调用Connection.commit方法时不应关闭ResultSet对象。

prepareStatement的创建如下图所示：

JAVA JDBC(MySQL)驱动源码分析

在new ParseInfo中，会对这个sql语句进行分析，例如看看这个sql是什么语句；有没有limit条件语句，还有一个重要的工作，如果使用的是PreparedStatement来准备sql语句的话，会在这里把sql语句进行分解。我们知道PreparedStatement对象在实例化创建时就被设置了一个sql语句，使用PreparedStatement对象执行的sql语句在首次发送到数据库时，sql语句就会被编译，这样当多次执行同一个sql语句时，mysql就不用每次都去编译sql语句了。这个sql语句如果包含参数的话，可以用问号(”?”)来为参数进行占位，而不需要立即为参数赋值，而在语句执行之前，必须通过适当的set***()来为问号处的参数赋值。New ParseInfo()中，包含了参数的sql语句就会被分解为多段，放在staticSql中，以便需要设置参数时定位参数的位置。假如sql语句为“select * from adv where id = ? and name = ?”的话，那么staticSql中的元素就是3个，staticSql[3]={ ”select * from adv where id = ”, ” and name = ” , ””}。注意数组中最后一个元素，在这个例子中是””，因为我的例子里面最后一个就是”?”，如果sql语句是这样的“select * from adv where id = ? and name = ? order by id”的话，staticSql就变成是这样的{ ”select * from adv where id = ”, ” and name = ” , ” order by id”}。

3、stmt.setInt(1, new Integer(1));
设置sql语句中的参数值。
对于参数而言，PreparedStatement中一共有四个变量来储存它们，分别是
a) byte[][] parameterValues：参数转换为byte后的值。
b) InputStream[] parameterStreams：只有在调用存储过程batch（CallableStatement）的时候才会用到它，否则它的数组中的值设置为null。
c) boolean[] isStream：是否为stream的标志，如果调用的是preparedStatement，isStream数组中的值均为false，若调用的是CallableStatement，则均设置为true。
d) boolean[] isNull：标识参数是否为空，设置为false。
这四个变量的一维数组的大小都是一样的，sql语句中有几个待set的参数（几个问号），一维的元素个数就是多大。

4、ResultSet rs = stmt.executeQuery();
一切准备就绪，开始执行查询罗！
a) 检查preparedStatement是否已关闭，如果已关闭，抛出一个SQLError.SQL_STATE_CONNECTION_NOT_OPEN的错误。

b) fillSendPacket：创建数据包，其中包含了要发送到服务器的查询。
这个sendPacket就是mysql驱动要发送给数据库服务器的协议数据。一般来说，协议的数据格式有两种，一种是二进制流的格式，还有一种是文本的格式。文本协议就是基本上人可以直接阅读的协议，一般是用ascii字符集，也有用utf8格式的，优点是便于理解，读起来方便，扩充容易，缺点就是解析的时候比较麻烦，而且占用的空间比较大，冗余的数据比较多。二进制格式话，就需要服务器与客户端协议规定固定的数据结构，哪个位置放什么数据，如果单独看协议内容的话，很难理解数据含义，优点就是数据量小，解析的时候只要根据固定位置的值就能知道具体标识什么意义。
在这里使用的是二进制流的格式，也就是说协议中的数据格式是固定的，而且都要转换成二进制。格式为第一个byte标识操作信号，后面开始就是完整的sql语句的二进制流，请看下面的代码分析。

Java代码

protected Buffer fillSendPacket(byte[][] batchedParameterStrings,
InputStream[] batchedParameterStreams, boolean[] batchedIsStream,
int[] batchedStreamLengths) throws SQLException {
// 从connection的IO中得到发送数据包，首先清空其中的数据
Buffer sendPacket = this.connection.getIO().getSharedSendPacket();
sendPacket.clear();
/* 数据包的第一位为一个操作标识符（MysqlDefs.QUERY），表示驱动向服务器发送的连接的操作信号，包括有QUERY, PING, RELOAD, SHUTDOWN, PROCESS_INFO, QUIT, SLEEP等等，这个操作信号并不是针对sql语句操作而言的CRUD操作，从提供的几种参数来看，这个操作是针对服务器的一个操作。一般而言，使用到的都是MysqlDefs.QUERY，表示发送的是要执行sql语句的操作。
*/
sendPacket.writeByte((byte) MysqlDefs.QUERY);
boolean useStreamLengths = this.connection
.getUseStreamLengthsInPrepStmts();
int ensurePacketSize = 0;
for (int i = 0; i < batchedParameterStrings.length; i++) {
if (batchedIsStream[i] && useStreamLengths) {
ensurePacketSize += batchedStreamLengths[i];
}
}
/* 判断这个sendPacket的byte buffer够不够大，不够大的话，按照1.25倍来扩充buffer
*/
if (ensurePacketSize != 0) {
sendPacket.ensureCapacity(ensurePacketSize);
}
/* 遍历所有的参数。在prepareStatement阶段的new ParseInfo()中，驱动曾经对sql语句进行过分割，如果含有以问号标识的参数占位符的话，就记录下这个占位符的位置，依据这个位置把sql分割成多段，放在了一个名为staticSql的字符串中。这里就开始把sql语句进行拼装，把staticSql和parameterValues进行组合，放在操作符的后面。
*/
for (int i = 0; i < batchedParameterStrings.length; i++) {
/* batchedParameterStrings就是parameterValues，batchedParameterStreams就是parameterStreams，如果两者都为null，说明在参数的设置过程中出了错，立即抛出错误。
*/
if ((batchedParameterStrings[i] == null)
&& (batchedParameterStreams[i] == null)) {
throw SQLError.createSQLException(Messages
.getString("PreparedStatement.40") //$NON-NLS-1$
+ (i + 1), SQLError.SQL_STATE_WRONG_NO_OF_PARAMETERS);
}
/*在sendPacket中加入staticSql数组中的元素，就是分割出来的没有”?”的sql语句，并把字符串转换成byte。
*/
sendPacket.writeBytesNoNull(this.staticSqlStrings[i]);
/* batchedIsStream就是isStream，如果参数是通过CallableStatement传递进来的话，batchedIsStream[i]==true，就用batchedParameterStreams中的值填充到问号占的参数位置中去。
*/
if (batchedIsStream[i]) {
streamToBytes(sendPacket, batchedParameterStreams[i], true,
batchedStreamLengths[i], useStreamLengths);
} else {
/*否则的话，就用batchedParameterStrings，也就是parameterValues来填充参数位置。在循环中，这个操作是跟在staticSql后面的，因此就把第i个参数加到了第i个staticSql段中。参考前面的staticSql的例子，发现当循环结束的时候，原始sql语句最后一个”?”之前的sql语句就拼成了正确的语句了。
*/
sendPacket.writeBytesNoNull(batchedParameterStrings[i]);
}
}
/*由于在原始的包含问号的sql语句中，在最后一个”?”后面可能还有order by等语句，因此staticSql数组中的元素个数一定比参数的个数多1，所以这里把staticSqlString中的最后一段sql语句放入sendPacket中。
*/
sendPacket
.writeBytesNoNull(this.staticSqlStrings[batchedParameterStrings.length]);
return sendPacket;
}

假如sql语句为“select * from adv where id = ?”的话，这个sendPacket中第一个byte的值就是3(MysqlDefs.QUERY的int值)，后面接着的就是填充了参数值的完整的sql语句字符串(例如：select * from adv where id = 1)转换成的byte格式。

于是，我们看到，好像sql语句在这里就已经不是带”?”的preparedStatement，而是在驱动里面把参数替代到”?”中，再把完整的sql语句发送给mysql server来编译，那么尽管只是参数改变，但对于mysql server来说，每次都是新的sql语句，都要进行编译的。这与我们之前一直理解的PreparedStatement完全不一样。照理来说，应该把带”?”的sql语句发送给数据库server，由mysql server来编译这个带”?”的sql语句，然后用实际的参数来替代”?”，这样才是实现了sql语句只编译一次的效果。sql语句预编译的功能取决于server端，oracle就是支持sql预编译的。

所以说，从mysql驱动的PreparedStatement里面，好像我们并没有看到mysql支持预编译功能的证据。（实际测试也表明，如果server没有预编译功能的话，PreparedStatement和Statement的效率几乎一样，甚至当使用次数不多的时候，PreparedStatement比Statement还要慢一些）。
但是并不是说PreparedStatement除了给我们带来高效率就没有其他作用了，它还有非常好的其他作用：
i. 极大的提高了sql语句的安全性，可以防止sql注入
ii. 代码结构清晰，易于理解，便于维护。

2009-07-02增加（感谢gembler）：其实，在mysql5上的版本是支持预编译sql功能的。我用的驱动是5.0.6的，在com.mysql.jdbc.Connection中有一个参数useServerPreparedStmts，表明是否使用预编译功能，所以如果把useServerPreparedStmts置为true的话，mysql驱动可以通过PreparedStatement的子类ServerPreparedStatement来实现真正的PreparedStatement的功能。在这个类的serverExecute方法里面，就负责告诉server，用现在提供的参数来动态绑定到编译好的sql语句上。所以说，ServerPreparedStatement才是真正实现了所谓prepare statement。

c) 设置当前的数据库名，并把之前的数据库名记录下来，在查询完成之后还要恢复原状。

d) 检查一下之前是否有缓存的数据，如果不久之前执行过这个查询，并且缓存了数据的话，就直接从缓存中取出。

e) 如果sql查询没有限制条件的话，为其设置默认的返回行数，若preparedStatement中已经设置了maxRows的话，就使用它。

f) executeInternal：执行查询。
i. 设置当前数据库连接，并调用connection的execSQL来执行查询.然后继续把要发送的查询包，就是之间组装完毕的sendPacket传递进入MysqlIO的sqlQueryDirect()。
ii.接下来就要往server端发送我们的查询指令啦(sendCommand)，说到发送数据，不禁要问，如果这个待发送的数据包超级大，难道每次都是一次性的发送吗？当然不是，如果数据包超过规定的最大值的话，就会把它分割一下，分成几个不超过最大值的数据包来发送。
所以可以肯定，在分割的过程中，除了最后一个数据包，其他数据包的大小都是一样的。那就这样的数据包直接切割了进行发送的话，假如现在被分成了三个数据包，发送给mysql server，服务器怎么知道那个包是第一个呢，它读数据该从什么地方开始读呢，这都是问题，所以，我们要给每个数据包的前面加上一点属性标志，这个标志一共占了4个byte。从代码①处开始就是头标识位的设置。第一位表示数据包的开始位置，就是数据存放的起始位置，一般都设置为0，就是从第一个位置开始。第二和第三个字节标识了这个数据包的大小，注意的是，这个大小是出去标识的4个字节的大小，对于非最后一个数据包来说，这个大小都是一样的，就是splitSize，也就是maxThreeBytes，它的值是255 * 255 * 255。
最后一个字节中存放的就是数据包的编号了，从0开始递增。
在标识位设置完毕之后，就可以把255 * 255 * 255大小的数据从我们准备好的待发送数据包中copy出来了，注意，前4位已经是标识位了，所以应该从第五个位置开始copy数据。
在数据包都装配完毕之后，就可以往socket的outputSteam中发送数据了。接下来的事情，就是由mysql服务器接收数据并解析，执行查询了。

Java代码

while (len >= this.maxThreeBytes) {
this.packetSequence++;
/*设置包的开始位置*/
headerPacket.setPosition(0);
/*设置这个数据包的大小，splitSize=255 * 255 * 255*/
headerPacket.writeLongInt(splitSize);
/*设置数据包的序号*/
headerPacket.writeByte(this.packetSequence);
/*origPacketBytes就是sendPacket，所以这里就是把sendPacket中大小为255 * 255 * 255的数据放入headPacket中，headerPacketBytes是headPacket的byte buffer*/
System.arraycopy(origPacketBytes, originalPacketPos,
headerPacketBytes, 4, splitSize);
int packetLen = splitSize + HEADER_LENGTH;
if (!this.useCompression) {
this.mysqlOutput.write(headerPacketBytes, 0,
splitSize + HEADER_LENGTH);
this.mysqlOutput.flush();
} else {
Buffer packetToSend;
headerPacket.setPosition(0);
packetToSend = compressPacket(headerPacket, HEADER_LENGTH,
splitSize, HEADER_LENGTH);
packetLen = packetToSend.getPosition();
/*往IO的output stream中写数据*/
this.mysqlOutput.write(packetToSend.getByteBuffer(), 0,
packetLen);
this.mysqlOutput.flush();
}
originalPacketPos += splitSize;
len -= splitSize;
}

iii.通过readAllResults方法读取查询结果。这个读取的过程与发送过程相反，如果接收到的数据包有多个的话，通过IO不断读取，并根据第packet第4个位置上的序号来组装这些packet。然后把读到的数据组装成resultSet中的rowData，这个结果就是我们要的查询结果了。

结合下面的executeQuery的时序图再理一下思路就更清楚了。

JAVA JDBC(MySQL)驱动源码分析

至此，把resultSet一步步的返回给dao，接下来的过程，就是从resultSet中取出rowData，组合成我们自己需要的对象数据了。

总结一下，经过这次对mysql驱动的探索，我发现了更多关于mysql的底层细节，对于以后分析问题解决问题有很大帮助，当然，这里面还有很多细节文中没有写。另外一个就是对于PreparedStatement有了重新的认识，有些东西往往都是想当然得出来的结论，真相还是要靠实践来发现。

未完待续......

(选自　http://blog.csdn.net/brilliancezhou/article/details/5425655)

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JAVA JDBC(MySQL)驱动源码分析

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